東京大学大学院理学系研究科の橋本拓磨特任研究員と國枝武和助教、慶應義塾大学先端生命科学研究所の堀川大樹特任講師、国立遺伝学研究所による共同研究グループは、クマムシ由来のたんぱく質を取り入れた培養人間細胞が、致命的な放射線ダメージに対して耐性を持つことに成功したと発表した。

クマムシは100度の高温からマイナス273度の低温環境、真空の宇宙空間、超高圧な環境、高い線量の放射線が当たる環境など、極限状態で高い耐性を示す1mm未満の微小な生物。

周囲が乾燥していると、完全に脱水して「乾眠」と呼ばれる状態になり、生命活動は一旦停止させるが、水を与えると速やかに復活するなど驚異的な生命力を持つ。特に放射線については、人間の半致死量の約1000倍の放射線にも耐えることができるが、なぜこれほど高い耐性を持つのかはわかっていなかった。

研究グループは、クマムシの中でも特に耐性の高い「ヨコヅナクマムシ」を札幌で採取し、ゲノム配列の解読、遺伝子機能の解析をおこなってきた。その結果、クマムシ固有の新たな遺伝子が多数確認され、さらに、その中からクマムシが放射線を浴びた際に、DNAを保護する働きのある新しいたんぱく質を発見。「Dsup(Damage Suppressor)」と名付けた。

生物に放射線を照射するとDNAが損傷してしまうことが知られているが、Dsupを作り出せるようにした人の培養細胞に放射線の1種であるX線を照射し、DNA切断の量を調べたところ、Dsupを持たない細胞に比べて切断量が約半分に低下していた。

さらに、細胞の増殖能力が完全に破壊されるレベルのX線を照射すると、Dsupを持たない細胞は増殖が完全に停止してしまうが、Dsupを持つ細胞は増殖能力が維持されたままで、照射後も顕著に増殖を続けていた。

今回の研究は、クマムシの遺伝子を導入することで哺乳動物の細胞でも放射線耐性を向上させることができることを示した初めての例になり、研究チームはさらなる解析を進めることで、将来的には他の動物にもさまざまな耐性能力を付与する新規技術の開拓につながることが期待できるとしている。

発表は、2016年9月20日、英科学雑誌「Nature」が運営する オープンアクセスの学術誌「Nature Communications」に掲載された。

参考論文
Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein.
DOI: 10.1038/ncomms12808 PMID:27649274

(Aging Style)